El descubrimiento de nanoestructuras de carbono como el grafeno bidimensional y las buckyballs en forma de pelota de fútbol ayudó a lanzar una revolución en nanotecnología. En los últimos años, los investigadores de la Universidad de Brown y otros lugares han demostrado que el boro, vecino del carbono en la tabla periódica, puede ser interesantenanoestructuras también, que incluyen borofeno bidimensional y una estructura de jaula hueca en forma de bola de bucky llamada borosfera.
Ahora, investigadores de la Universidad Brown y Tsinghua han agregado otra nanoestructura de boro a la lista. En un artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza , muestran que los grupos de 18 átomos de boro y tres átomos de elementos lantánidos forman una estructura extraña en forma de jaula diferente a todo lo que han visto.
"Esto no es un tipo de estructura que esperas ver en química", dijo Lai-Sheng Wang, profesor de química en Brown y autor principal del estudio. "Cuando escribimos el artículo, realmente tuvimos dificultades para describirlo.Básicamente es un trihedro esférico. Normalmente no se puede tener una estructura tridimensional cerrada con solo tres lados, pero como es esférica, funciona ".
Los investigadores esperan que la nanoestructura pueda arrojar luz sobre la estructura a granel y el comportamiento de enlace químico de los lantánidos de boro, una clase importante de materiales ampliamente utilizados en electrónica y otras aplicaciones. La nanoestructura por sí misma también puede tener propiedades interesantes, los investigadoresdecir.
"Los elementos lantánidos son materiales magnéticos importantes, cada uno con momentos magnéticos muy diferentes", dijo Wang. "Creemos que cualquiera de los lantánidos formará esta estructura, por lo que podrían tener propiedades magnéticas muy interesantes".
Wang y sus alumnos crearon los grupos de lantánidos y boro al enfocar un potente láser en un objetivo sólido hecho de una mezcla de boro y un elemento lantánido. Los grupos se forman al enfriar los átomos vaporizados. Luego utilizaron una técnica llamada fotoelectrónespectroscopía para estudiar las propiedades electrónicas de los grupos. La técnica consiste en eliminar grupos de átomos con otro láser de alta potencia. Cada efecto elimina un electrón del grupo. Al medir las energías cinéticas de esos electrones liberados, los investigadores pueden crear un espectro deenergías de unión para los electrones que unen el grupo.
"Cuando vemos un espectro simple y hermoso, sabemos que hay una hermosa estructura detrás de él", dijo Wang.
Para averiguar cómo se ve esa estructura, Wang comparó los espectros de fotoelectrones con cálculos teóricos realizados por el profesor Jun Li y sus alumnos de Tsinghua. Una vez que encuentran una estructura teórica con un espectro vinculante que coincide con el experimento, saben que hanencontré la estructura correcta
"Esta estructura era algo que nunca hubiéramos predicho", dijo Wang. "Ese es el valor de combinar el cálculo teórico con datos experimentales".
Wang y sus colegas han denominado las nuevas estructuras metaloborosféricas, y esperan que más investigaciones revelen sus propiedades.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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